Design Strategies and Modelling of Low-Power Sigma-Delta Analog-to-Digital Converters

Oggi, i dispositivi portatili sono diventati la forza trainante del mercato consumer e nuove sfide stanno emergendo per aumentarne le prestazioni, pur mantenendo un ragionevole tempo di vita della batteria. Il dominio digitale è la miglior soluzione per realizzare funzioni di elaborazione del segnale, grazie alla scalabilità della tecnologia CMOS, che spinge verso l'integrazione a livello sub-micrometrico. Infatti, la riduzione della tensione di alimentazione introduce limitazioni severe per raggiungere un range dinamico accettabile nel dominio analogico. Minori costi, minore consumo di potenza, maggiore resa e una maggiore riconfigurabilità sono i principali vantaggi dell'elaborazione dei segnali nel dominio digitale. Da più di un decennio, diverse funzioni puramente analogiche sono state spostate nel dominio digitale. Ciò significa che i convertitori analogico-digitali (ADC) stanno diventando i componenti chiave in molti sistemi elettronici. Essi sono, infatti, il ponte tra il mondo digitale e analogico e, di conseguenza, la loro efficienza e la precisione spesso determinano le prestazioni globali del sistema. I convertitori Sigma-Delta sono il blocco chiave come interfaccia in circuiti a segnale-misto ad elevata risoluzione e basso consumo di potenza. I tools di modellazione e simulazione sono strumenti efficaci ed essenziali nel flusso di progettazione. Sebbene le simulazioni a livello transistor danno risultati più precisi ed accurati, questo metodo è estremamente lungo a causa della natura a sovracampionamento di questo tipo di convertitore. Per questo motivo i modelli comportamentali di alto livello del modulatore sono essenziali per il progettista per realizzare simulazioni veloci che consentono di identificare le specifiche necessarie al convertitore per ottenere le prestazioni richieste. Obiettivo di questa tesi è la modellazione del comportamento del modulatore Sigma-Delta, tenendo conto di diverse non idealità come le dinamiche dell'integratore e il suo rumore termico. Risultati di simulazioni a livello transistor e dati sperimentali dimostrano che il modello proposto è preciso ed accurato rispetto alle simulazioni comportamentali.

Navigazione di articoli scientifici e citazioni: un ambiente scalabile e flessibile

Questo lavoro di tesi si concentra sulle estensioni apportate a BEX (Bibliographic Explorer), una web app finalizzata alla navigazione di pubblicazioni scientifiche attraverso le loro citazioni. Il settore in cui si colloca è il Semantic Publishing, un nuovo ambito di ricerca derivato dall'applicazione delle tecnologie del Semantic Web allo Scholarly Publishing, che ha come scopo la pubblicazione di articoli accademici a cui vengono associati metadati semantici. BEX nasce all'interno del Semantic Lancet Project del Dipartimento di Informatica dell'Università di Bologna, il cui obiettivo è costruire un Linked Open Dataset di pubblicazioni accademiche, il Semantic Lancet Triplestore (SLT), e fornire strumenti per la navigazione ad alto livello e l'uso approfondito dei dati in esso contenuti. Gli scholarly Linked Open Data elaborati da BEX sono insiemi di triple RDF conformi alle ontologie SPAR. Originariamente BEX ha come backend il dataset SLT che contiene metadati relativi alle pubblicazioni del Journal Of Web Semantics di Elsevier. BEX offre viste avanzate tramite un'interfaccia interattiva e una buona user-experience. L'utente di BEX è principalmente il ricercatore universitario, che per compiere le sue attività quotidiane fa largo uso delle Digital Library (DL) e dei servizi che esse offrono. Dato il fermento dei ricercatori nel campo del Semantic Publishing e la veloce diffusione della pubblicazione di scholarly Linked Open Data è ragionevole pensare di ampliare e mantenere un progetto che possa provvedere al sense making di dati altrimenti interrogabili solo in modo diretto con queries SPARQL. Le principali integrazioni a BEX sono state fatte in termini di scalabilità e flessibilità: si è implementata la paginazione dei risultati di ricerca, l'indipendenza da SLT per poter gestire datasets diversi per struttura e volume, e la creazione di viste author centric tramite aggregazione di dati e comparazione tra autori.

Sviluppo di una interfaccia per l'integrazione della piattaforma inerziale X-Nucleo con una rete di sensori wireless

Questo elaborato presenta il progetto di una interfaccia per l'aggiunta di sensori inerziali ad un nodo di una WSN (Wireless Sensor Network) �finalizzato al monitoraggio delle frane. Analizzando i vantaggi che avrebbe portato l'utilizzo di ulteriori sensori, si �e cercato di fornire un valido approccio di progettazione; in particolare l'idea �e quella di integrarli con un giroscopio ed un accelerometro aventi applicazioni in altri settori. Con questo particolare utilizzo, essi possono portare ad un miglior monitoraggio riuscendo a rilevare i movimenti in modo dettagliato ed a riconoscere i falsi allarmi. Nell'approccio che si intende suggerire verranno sfruttate schede per la prototipazione rapida, user-friendly e con costi decisamente accessibili, adatte alla sperimentazione elettronica e per lo sviluppo di nuovi dispositivi. Attraverso l'utilizzo di ambienti di sviluppo appositamente creati, si sono simulate le comunicazioni tra nodo e scheda di sensori, mettendo in evidenza i vantaggi ottenuti. Buona parte del progetto ha riguardato la programmazione in linguaggio C/C++, con una particolare attenzione al risparmio energetico.

Analisi preliminare dei risultati di TC perfusionale effettuata su tessuto polmonare sano

Le ultime ricerche in campo oncologico sulle cure antitumorali sono indirizzate verso una categoria definita target therapy. In particolare tra le più promettenti, le terapie antiangiogenetiche, il cui scopo primario è quello di limitare l’apporto di sangue al tumore. In questo contesto la Tomografia Computerizzata (TC) perfusionale rappresenta un’importante tecnica di imaging radiologico in grado, teoricamente, di fornire misure quantitative, che permettano una valutazione, anche precoce, della risposta alle terapie antiangiogenetiche. I principali problemi aperti in questo campo riguardano la standardizzazione dei protocolli di acquisizione e di elaborazione delle sequenze perfusionali, che determinano la scarsa riproducibilità dei risultati intra- ed inter-paziente, non consentendone l’uso nella pratica clinica. In letteratura sono presenti diversi studi riguardanti la perfusione dei tumori polmonari, ma vi sono pochi studi sull’affidabilità dei parametri perfusionali calcolati. Questa Tesi si propone di analizzare, quantificare e confrontare gli errori e l’affidabilità dei parametri perfusionali calcolati attraverso la TC perfusionale. In particolare, vengono generate delle mappe di errore ed effettuati dei confronti di diverse regioni del polmone sano. I risultati ottenuti dall’analisi dei casi reali sono discussi al fine di poter definire dei livelli di affidabilità dei parametri perfusionali e di quantificare gli errori che si commettono nella valutazione dei parametri stessi. Questo studio preliminare consentirà, quindi, un’analisi di riproducibilità, permettendo, inoltre, una normalizzazione dei valori perfusionali calcolati nella lesione, al fine di effettuare analisi intra- ed inter-paziente.

Interfaccia utente per assegnamento missioni e monitoraggio di un trattore automatico

Il presente lavoro consiste nella realizzazione di un'interfaccia utente adibita all'assegnamento di missioni e al monitoraggio remoto di un rover agricolo autonomo. Sfruttando l'informatica per la sua implementazione, tale interfaccia trova invece applicazione nel campo dell'automazione e dell'agricoltura di precisione. L'utilizzatore ha perciò la facoltà di muovere il rover in campo aperto e di demandargli missioni specifiche, ricevendo allo stesso tempo un feedback continuo sul suo operato. L'applicativo software comunica quindi in maniera bidirezionale con il veicolo controllato ed è predisposto per sfruttare diversi canali di comunicazione (antenne seriali, pacchetti udp, socket tcp). La scrittura del codice è stata seguita da una serie di prove di comunicazione con il veicolo, effettuate indoor, e infine da alcuni test completi effettuati outdoor, con il rover in movimento.

Sperimentazione di tecniche di fitodepurazione a flusso verticale applicate allo scarico della scuola di ingegneria: primi risultati

Quattro sistemi pilota, cilindrici, rappresentanti SFS a flusso verticale sono stati adoperati in parallelo per attività di ricerca. Il refluo trattato, defluente dalla sede di Ingegneria di via Terracini e classificabile come urbano, è stato immesso negli SFSV a valle di una sedimentazione primaria. Segue una breve descrizione dei sistemi. 1. VFF - Vertical Flow Filter - Reattore assimilabile ad un filtro a sabbia; 2. VFCWW - Vertical Flow Constructed Wetland with worms - Reattore dotato sia di piante (tipologia Phragmites Australis) sia di vermi (lombrichi); 3. VFCW - Vertical Flow Constructed Wetland - Reattore dotato di piante (tipologia Phragmites Australis); 4. VFFW - Vertical Flow Filter with worms - Reattore assimilabile ad un filtro a sabbia dotato di vermi (lombrichi). Il rendimento offerto da ciascun sistema è stato calcolato sulla base dei risultati forniti dalle analisi eseguite in laboratorio su campioni prelevati in input ed output da ciascun reattore. L'obiettivo dello studio è stato quello di valutare l'efficienza dei sistemi in relazione ai parametri misurati (azoto e fosforo totale, solidi sospesi, COD, ione ammoniacale, ortofosfato).

Copio (Baschi-Montecchio, Terni). Un avamposto etrusco sulla sinistra del Tevere Presentazione dei risultati delle indagini di superficie (maggio - giugno 2015)

This paper attempts to demonstrate the importance of the archaeological area of Copio, in province of Terni (Italy). Discovered for the first time in the 1980 by the local historian then mentioned in 2001 and in 2003 in two different archaeological publications, the site of Copio started to arouse interest for its position, lying on a hilltop above one of the most interesting pre-Roman necropolis of Umbria (Vallone di San Lorenzo). The link between the well-known necropolis and Copio is today well-accepted. The aim of this paper, based on a field-walking survey and the analisys of the archaeological finds, is to demonstrate the importance of this area during the pre-Roman period as a commercial bridgehead linked to Volsinii. Strategically lying only one km to east from the Tiber, it should have enjoyed this important and commercial path for the local trade moving goods in incoming and outcoming.

Social network e watermarking: alcuni risultati preliminari

La diffusione dei social network ha permesso ad un elevato numero di persone di condividere i propri contenuti multimediali (testo, foto, video) con una larga platea di contatti. Potenzialmente questi contenuti possono essere condivisi anche con persone non direttamente collegate al proprietario. Uno dei comportamenti più diffuso degli utenti dei social network è la condivisione di foto. In questo contesto diventa importante riconoscere e preservare la proprietà di un'immagine. Lo studio effettuato in questo documento quindi, si prefigge lo scopo di controllare se i social network inseriscano un qualche watermark all'interno dell'immagine caricata. L'elaborato inoltre cerca di capire, analizzando e testando vari algoritmi di watermarking su immagini condivise, come le firme digitali vengano inserite all'interno di una foto e come queste rispondano alle alterazioni da parte dei social network.

Calcolo delle coordinate delle stazioni GNSS italiane in Antartide e valutazione dei risultati.

La tesi di carattere sperimentale parla del calcolo, tramite diversi software, delle coordinate tridimensionali di alcune stazioni GNSS antartiche al fine di valutarne ripetibilità e accuratezza. Inoltre si descrive nel dettaglio il progetto nazionale di ricerca in Antartide (PNRA) e l'osservatorio geodetico italiano. Tutto questo anticipato da un ampio capitolo dove si descrive il sistema di posizionamento globale (GPS).

Sviluppo di un sistema integrato per rampe isocrone di temperatura

Lo scopo del presente lavoro è la realizzazione e l'ottimizzazione di un software che, tramite l'utilizzo di un controllo automatico Proporzionale-Integrativo-Derivativo: PID, gestisca la temperatura di un fornetto in camera a vuoto. È necessario che il sistema sia in grado di eseguire rampe regolari di temperatura di diversa pendenza scelta dall'utente, in modo che possa essere utilizzato in futuro per esperimenti di Desorbimento Termico da parte di vari materiali. La tesi è così suddivisa, nel primo capitolo sono illustrati i concetti teorici di base utilizzati nello sviluppo dei controlli automatici. Nel secondo capitolo è descritta la parte hardware: sono mostrate le diverse sezioni che compongono il fornetto e la camera a vuoto, è inoltre illustrato il cablaggio che permette l'interfaccia del forno alla scheda Arduino ed al software LabVIEW. La terza sezione è dedicata agli studi svolti per la realizzazione del sistema di controllo PID e per la sua ottimizzazione. Il quarto capitolo è invece dedicato alla descrizione del software creato per la gestione del fornetto. Nel quinto capitolo sono infine mostrati i metodi utilizzati per il calcolo delle costanti operative del PID ed i risultati sperimentali ottenuti.

Terapia chirurgica dell'acalasia scompensata: prevalenza e fattori di rischio per lo sviluppo del carcinoma esofageo, risultati clinico-funzionali a lungo termine della chirurgia conservativa e dell'esofagectomia

La chirurgia conservativa o l’esofagectomia, possono essere indicate per il trattamento della disfagia nell’acalasia scompensata. L’esofagectomia è inoltre finalizzata alla prevenzione dello sviluppo del carcinoma esofageo. Gli obiettivi erano: a) definire prevalenza e fattori di rischio per il carcinoma epidermoidale; b) confrontare i risultati clinici e funzionali di Heller-Dor con pull-down della giunzione esofagogastrica (PD-HD) ed esofagectomia. I dati in analisi, ricavati da un database istituito nel 1973 e finalizzato alla ricerca prospettica, sono stati: a) le caratteristiche cliniche, radiologiche ed endoscopiche di 573 pazienti acalasici; b) il risultato oggettivo e la qualità della vita, definita mediante questionario SF-36, dopo intervento di PD-HD (29 pazienti) e dopo esofagectomia per acalasia scompensata o carcinoma (20 pazienti). Risultati: a) sono stati diagnosticati 17 carcinomi epidermoidali ed un carcinosarcoma (3.14%). Fattori di rischio sono risultati essere: il diametro esofageo (p<0.001), il ristagno esofageo (p<0.01) e la durata dei sintomi dell’acalasia (p<0.01). Secondo l’albero di classificazione, soltanto i pazienti con esito insufficiente del trattamento ai controlli clinico-strumentali ed acalasia sigmoidea presentavano un rischio di sviluppare il carcinoma squamocellulare del 52.9%. b) Non sono state riscontrate differenze statisticamente significative tra i pazienti sottoposti ad intervento conservativo e quelli trattati con esofagectomia per quanto concerne l’esito dell’intervento valutato mediante parametri oggettivi (p=0.515). L’analisi della qualità della vita non ha evidenziato differenze statisticamente significative per quanto concerne i domini GH, RP, PF e BP. Punteggi significativamente più elevati nei domini RE (p=0.012), VT (p<0.001), MH (p=0.001) e SF (p=0.014) sono stati calcolati per PD-HD rispetto alle esofagectomie. In conclusione, PD-HD determina una miglior qualità della vita, ed è pertanto la procedura di scelta per i pazienti con basso rischio di cancro. A coloro che abbiano già raggiunto i parametri di rischio, si offrirà l’esofagectomia o l'opzione conservativa seguita da protocolli di follow-up.

Dall'uomo esposto al soggetto esposto: il concetto di interfaccia in alcuni filoni di riflessione sulla tecnica dal Settecento a Marcel Mauss

La nozione di ambiente non è una nozione recente. Al giorno d’oggi il riferimento all’ambiente compare in maniera sempre più diffusa nei dibattiti, nelle opere scientifiche e artistiche, negli spazi di divulgazione e sempre più entra all’interno degli spazi affettivi individuali e all’interno delle teorie e delle prassi politiche individuali e collettive. L’ambiente tanto entra nel campo assiologico, quanto vi entra come elemento fragile, indissociabile dall’azione antropica individuale e collettiva, attraverso ciò che noi riassumiamo con la nozione di crisi ambientale. La crisi ambientale permette di riaprire degli ambiti di valore e di interesse nel presente, allo stesso tempo provoca una reinterpretazione e un riorientamento delle teorie e delle prassi del passato. Dal nostro presente di crisi ambientale, è possibile rintracciare delle figure che, nel passato, hanno rappresentato l’inerenza degli enti con il loro ambiente e, tra questi, dell’uomo con il suo ambiente di vita. Sono due le principali figure attraverso le quali si intende riprendere un rapporto con il nostro passato letto attraverso la crisi ambientale: la figura dell’interfaccia come ciò che demarca un rapporto di inerenza e di separazione tra un interno e un esterno che hanno un rapporto tra loro necessario e tuttavia contingente, e la figura della relazione di “esposizione”, tramite la quale si vuole pensare a forme di soggettività vulnerabili, esposte alle relazioni e ai concatenamenti nei quali sono inserite e che tuttavia non possono che esporre a loro volta le altre soggettività e l’ambiente di vita comune a continue modificazioni. Tramite i concetti di interfaccia e di esposizione abbiamo potuto seguire il prodursi di forme di sapere relative all’inerenza tra forme e modi dell’interiorità rispetto all’ambiente che si sono prodotte nella storia e che sono emerse tramite la provocazione di un passato indotto dalla trasformazione che è il nostro presente di crisi ambientale.

Un framework per l'analisi di big data con elevata eterogeneità all'interno di multistore

I big data sono caratterizzati dalle ben note 4v: volume, velocità, veracità e varietà. Quest'ultima risulta di importanza critica nei sistemi schema-less, dove il concetto di schema non è rigido. In questo contesto rientrano i database NoSQL, i quali offrono modelli dati diversi dal classico modello dati relazionale, ovvero: documentale, wide-column, grafo e key-value. Si parla di multistore quando ci si riferisce all'uso di database con modelli dati diversi che vengono esposti con un'unica interfaccia di interrogazione, sia per sfruttare caratteristiche di un modello dati che per le maggiori performance dei database NoSQL in contesti distribuiti. Fare analisi sui dati all'interno di un multistore risulta molto più complesso: i dati devono essere integrati e va ripristinata la consistenza. A questo scopo nasce la necessità di approcci più soft, chiamati pay-as-you-go: l'integrazione è leggera e incrementale, aggira la complessità degli approcci di integrazione tradizionali e restituisce risposte best-effort o approssimative. Seguendo tale filosofia, nasce il concetto di dataspace come rappresentazione logica e di alto livello dei dataset disponibili. Obiettivo di questo lavoro tesi è studiare, progettare e realizzare una modalità di interrogazione delle sorgenti dati eterogenee in contesto multistore con l'intento di fare analisi situazionali, considerando le problematiche di varietà e appoggiandosi all'integrazione fornita dal dataspace. Lo scopo finale è di sviluppare un prototipo che esponga un'interfaccia per interrogare il dataspace con la semantica GPSJ, ovvero la classe di query più comune nelle applicazioni OLAP. Un'interrogazione nel dataspace dovrà essere tradotta in una serie di interrogazioni nelle sorgenti e, attraverso un livello middleware, i risultati parziali dovranno essere integrati tra loro in modo che il risultato dell'interrogazione sia corretto e allo stesso tempo completo.

Pattern peristaltico uterino nell'adenomiosi isolata: studio prospettico

Obiettivi dello studio: valutare con l’ecografia transvaginale la peristalsi uterina in fase periovulatoria in donne con adenomiosi isolata, confrontandola con un gruppo di controllo e, secondariamente, valutare il grado di accordo tra gli sperimentatori nella descrizione dei pattern di contrattilità. Disegno dello studio: studio osservazione prospettico condotto presso il Policlinico S. Orsola- Malpighi di Bologna, Italia. Materiali e Metodi: sono state reclutate pazienti afferenti al Centro per valutazione ambulatoriale, suddivise sulla base dei criteri di inclusione ed esclusione nei gruppi A (adenomiosi) e B (controlli) e sono state sottoposte da un unico ecografista esperto a ecografia transvaginale con registrazione di un video della durata di 180 secondi della scansione sagittale dell’utero. La registrazione è stata rivalutata off line da due sperimentatori esperti ecografisti, non a conoscenza della storia clinica delle pazienti e in cieco l’uno rispetto all’altro, che hanno descritto il pattern contrattile. È stata stimata una numerosità campionaria di 18 pazienti per gruppo per ottenere una differenza del 20% nell’obiettivo primario con una significatività del 5% (power 80%). Risultati: di 51 pazienti reclutate nello studio, a seguito di drop out 36 sono state sottoposte alla videoregistrazione ecografica (18 per gruppo). Il pattern peristaltico nel gruppo A è risultato alterato in maniera statisticamente significativa rispetto al gruppo B con un p value= 0,02. Sono stati osservati un pattern retrogrado nel 27,8% vs 72,2%, anterogrado del 11,1% vs 16,7%, opposto 38,9% vs 5,6% e random nel 22,2% vs 5,6%, rispettivamente nel gruppo A e B. Il calcolo dell’accordo interosservatore ha portato a un κ value di 0,92. Conclusioni: l’adenomiosi isolata è associata a disperistalsi uterina, che concorrerebbe nello sviluppo dei sintomi tipici dell’adenomiosi. L’ecografia transvaginale rappresenta uno strumento accessibile e utile nella valutazione della contrattilità uterina in quanto il grado di accordo tra gli sperimentatori è ottimo.

Marcatori di eta biologica nella malattia di Parkinson: risultati di un'analisi glicomica e epigenomica

La malattia di Parkinson è una malattia neurodegenerativa caratterizzata da una progressiva disfunzione motoria e cognitiva. È noto che l'età avanzata è il principale fattore di rischio per la malattia di Parkinson e alcuni studi hanno dimostrato un'accelerazione dell'età biologica nelle fasi più avanzate della malattia. Questo studio si propone di valutare se l'accelerazione dell'invecchiamento biologico descritta nelle fasi avanzate della malattia di Parkinson caratterizzi anche le prime fasi della malattia. A tal fine sono stati utilizzati due tipi di marcatori biologici di età, basati sull'analisi della metilazione del DNA del sangue (l'orologio epigenetico e sue varianti) e dei profili degli N-glicani nel plasma (GlycoAge Test). I biomarcatori sono stati valutati in campioni ottenuti da pazienti con malattia di Parkinson de novo, con diagnosi recente e non ancora in trattamento farmacologico, nonché da pazienti con stadi più avanzati della malattia e da controlli sani. I risultati ottenuti nelle prime fasi della malattia non mostrano segni di invecchiamento accelerato, che trovano conferma nelle fasi più avanzate. Dai dati di metilazione è possibile prevedere le proporzioni delle diverse popolazioni di leucociti. Questa analisi nelle prime fasi della malattia ha già evidenziato significative alterazioni che seguono in parte quelle caratteristiche dell'invecchiamento del sistema immunitario, suggerendo un'immunosenescenza accelerata nella malattia di Parkinson. Infine, i dati sulla metilazione del DNA sono stati analizzati per identificare le differenze nelle regioni metilate del genoma tra pazienti con malattia di Parkinson e controlli. I risultati suggeriscono l'esistenza di piccole ma significative alterazioni nella metilazione del DNA che caratterizzano lo stadio precoce e/o avanzato della malattia. In conclusione, questo studio suggerisce che le prime fasi della malattia di Parkinson sono caratterizzate da specifiche alterazioni epigenetiche e invecchiamento precoce del sistema immunitario, che tuttavia non si traducono in un'alterazione dei biomarcatori di invecchiamento epigenetici e glicomici.